高通量測(cè)序在生物學(xué)的應(yīng)用(已修改)
2025-01-19 22:14 本頁(yè)面
【正文】 高通量測(cè)序技術(shù) 在生物學(xué)中的應(yīng)用 主要報(bào)告內(nèi)容 ?高通量測(cè)序簡(jiǎn)介 ?從頭測(cè)序及其應(yīng)用 ?重測(cè)序及其應(yīng)用 ?轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及其應(yīng)用 ?Small RNA測(cè)序及其應(yīng)用 ? HGP項(xiàng)目： 20世紀(jì) 90年代美國(guó)能源部資助啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃，六個(gè)國(guó)家的科學(xué)家耗資 ，于 2022年完成人類基因組工作草圖。 ? 方法和結(jié)果： 應(yīng)用分層 shotgun+Sanger測(cè)序法，結(jié)果預(yù)測(cè)了 31,000個(gè)基因，證明基因組的 95%是非編碼序列。 ? 意義： 人類基因組測(cè)序的完成標(biāo)志著分子醫(yī)學(xué)時(shí)代的到來(lái)；此項(xiàng)目也催生了高通量測(cè)序技術(shù)。 Nature (2022) 409:860921 人類基因組從頭測(cè)序分析 分層的 shotgun測(cè)序法 Sanger測(cè)序技術(shù) ?PCR末端終止技術(shù) +電泳檢測(cè)技術(shù) ?單個(gè)片段序列測(cè)定 ?最高通量：小于 4MB/天 基于平板膠的測(cè)序技術(shù) 96通道毛細(xì)管陣列 高通量測(cè)序技術(shù) Shot Gun文庫(kù)構(gòu)建 DNA片段固定 簇序列讀取反應(yīng) 圖像獲得和處理 序列組裝和比較 單條模板擴(kuò)增 1 2 3 4 T T T T … T G C T … 1 2 3 7 8 9 4 5 6 T T T T T T T G T … T G C T A C G A T … 高通量測(cè)序技術(shù) 主要測(cè)序技術(shù)平臺(tái) Metzker, Nature Reviews Geics (2022) 11:31 主要報(bào)告內(nèi)容 ?高通量測(cè)序簡(jiǎn)介 ?從頭測(cè)序及其應(yīng)用 ?重測(cè)序及其應(yīng)用 ?轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及其應(yīng)用 ?Small RNA測(cè)序及其應(yīng)用 ? 454技術(shù)完成 5倍測(cè)序深度； ? GAII技術(shù)完成 20倍測(cè)序深度； ? Sanger技術(shù)完成 6倍覆蓋度 （ Dalloul et al. PLoS Biol (2022)8:e1000475） 多種技術(shù)平臺(tái)聯(lián)合應(yīng)用完成火雞基因組從頭測(cè)序 測(cè)序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 火雞基因組從頭測(cè)序 ? 結(jié)果：覆蓋火雞基因組 90%（ /），發(fā)現(xiàn) 6M SNP，預(yù)測(cè) 16K個(gè)基因。 火雞和家雞測(cè)序拼接結(jié)果 火雞基因組從頭測(cè)序 ? 發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)禽類特有的基因，尤其是性染色體基因研究令人興奮。 禽類中的特有基因 火雞基因組從頭測(cè)序 ? 為研究者提供火雞質(zhì)量和數(shù)量生產(chǎn)性狀和抗病候選基因，加速了火雞育種進(jìn)展。 與家雞基因組比較火雞基因組中 20種基因家族的分布情況 三種鳥類基因比對(duì)結(jié)果 四種禽類不同氨基酸含量情況 ?意義： 第一個(gè)完全運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)模式完成的動(dòng)物基因組從頭測(cè)序； ?方法和結(jié)果： 不同插入片段測(cè)序文庫(kù)雙末端測(cè)序技術(shù)的嘗試：包括 150bp、 500 bp、 2 kb、5 kb 和 10 kb不同插入片段 ， 測(cè)序深度達(dá) 73倍 ，覆蓋 94%的基因組區(qū)域；獲得 SNP位點(diǎn) ，證明大熊貓仍然具備很高的雜合率和較高的遺傳多態(tài)性； Li et al., Nature (2022) 463： 311317 大熊貓基因組從頭測(cè)序和組裝 大熊貓基因組從頭測(cè)序和組裝 ? 利用 9個(gè) Sanger測(cè)序的 BAC序列評(píng)價(jià)測(cè)序的質(zhì)量，表明 98%的 BAC序列可以比對(duì)到scaffold上 ? 預(yù)測(cè)大熊貓約有 21001個(gè)基因 大熊貓與人、狗和鼠的基因進(jìn)化分析 測(cè)序數(shù)據(jù)與 BAC序列比較 構(gòu)建不同長(zhǎng)度的插入片段文庫(kù) 高通量測(cè)序 基因組雜合度分析 覆蓋基因區(qū)估計(jì) 得到框架圖或更高覆蓋度 500bp fragment文庫(kù) Pairedend測(cè)序，測(cè)序深度達(dá)到 40 以上 3KB Mate pair文庫(kù) Pairedend測(cè)序，測(cè)序深度達(dá)到 60 以上
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